利用近场探头整改 EMI 的经验分享​

在电子设备的研发与生产过程中，电磁干扰（EMI）问题如同一个隐形的 “拦路虎”，它不仅可能导致设备性能下降，甚至会使产品无法通过电磁兼容（EMC）认证，错失市场机会。而近场探头作为排查 EMI 问题的 “利器”，在干扰源定位和整改过程中发挥着至关重要的作用。本文将结合实际经验，分享利用近场探头整改 EMI 的相关技巧与心得。

近场探头的原理与选型

近场探头是基于电磁感应原理工作的，它能够捕捉电子设备周围近场区域的电磁信号。与远场测试不同，近场测试可以更精准地定位干扰源的具体位置，因为近场的电磁场主要由设备内部的电流和电荷分布决定，受环境影响较小。

在选型方面，需要根据实际测试需求来选择合适的近场探头。首先要考虑的是频率范围，不同的探头有其对应的有效频率区间，例如有些探头适用于低频段（如几十 kHz 到几 MHz），而有些则适用于高频段（如几百 MHz 到几 GHz）。如果测试的设备可能存在多频段的干扰，那么选择宽频带的探头会更加高效。其次，探头的尺寸也很关键，小尺寸的探头分辨率更高，能够定位到更细微的干扰源，比如芯片引脚、细小的导线等；而大尺寸的探头灵敏度相对较高，适合在较大范围内快速扫描，初步确定干扰源的大致区域。另外，探头的阻抗匹配也不容忽视，良好的阻抗匹配可以减少信号的反射和损耗，保证测试数据的准确性。

利用近场探头定位干扰源

在使用近场探头定位干扰源时，需要遵循一定的步骤和方法，以提高定位的效率和准确性。

首先，进行初步扫描。将探头连接到频谱分析仪或 EMI 测试仪上，然后在设备通电工作的状态下，手持探头在设备表面缓慢移动，从整体上了解设备的电磁辐射情况，找出辐射较强的大致区域。在这个过程中，要注意保持探头与设备表面的距离一致，通常建议距离在几毫米到几厘米之间，避免距离变化对测试结果产生过大影响。

其次，精准定位。在初步确定的高辐射区域内，使用小尺寸的探头进行细致扫描。通过观察频谱分析仪上的信号强度变化，确定干扰源的具体位置。例如，当探头靠近某个芯片时，信号强度明显增强，那么该芯片很可能就是主要的干扰源之一；当探头沿着导线移动时，信号强度出现波动，说明导线可能存在辐射问题。

EMI 整改策略

根据近场探头定位出的干扰源，采取相应的整改策略。

对于芯片类干扰源，可以从以下几个方面入手。一方面，检查芯片的供电电源是否稳定，电源噪声过大会导致芯片工作不稳定，产生较强的电磁辐射。可以在电源引脚处增加滤波电容，如陶瓷电容，以滤除高频噪声。另一方面，优化芯片的布局和布线，尽量缩短芯片的引脚长度，减少引线之间的耦合。对于高频芯片，还可以考虑使用屏蔽罩，将芯片包裹起来，防止电磁信号外泄。

对于导线类干扰源，主要是减少导线的辐射和接收干扰的能力。可以采用屏蔽导线，屏蔽层要良好接地，以起到有效的屏蔽作用。同时，尽量缩短导线的长度，避免导线形成环路，因为环路容易接收和辐射电磁信号。在布线时，要将强电导线和弱电导线分开，避免它们之间的相互干扰。

对于 PCB 板上的干扰源，除了优化布局和布线外，还可以增加接地平面。接地平面可以为高频信号提供一个低阻抗的回流路径，减少电磁辐射。同时，在 PCB 板的边缘和关键部位，可以增加滤波电路和屏蔽结构，进一步降低电磁干扰。

实战案例分享

某公司研发的一款智能手环在进行 EMC 测试时，发现其在 1GHz 左右的频段存在较强的电磁辐射，无法通过认证。技术人员使用近场探头对智能手环进行了全面扫描。

初步扫描发现，辐射较强的区域集中在手环的主控芯片和无线通信模块附近。随后，使用小尺寸探头进行精准定位，发现主控芯片的电源引脚处信号强度异常，无线通信模块的天线引线也存在较强的辐射。

针对主控芯片的电源引脚，技术人员在引脚处增加了一颗 100nF 的陶瓷滤波电容，滤除了高频电源噪声。对于无线通信模块的天线引线，将其更换为屏蔽导线，并将屏蔽层良好接地。经过整改后，再次进行 EMC 测试，智能手环在 1GHz 左右频段的电磁辐射强度明显降低，顺利通过了认证。

总结

近场探头在 EMI 整改过程中具有不可替代的作用，通过合理选型、正确使用近场探头，能够快速、精准地定位干扰源，为后续的整改工作提供有力的依据。在实际整改过程中，需要结合具体的干扰源类型，采取针对性的整改措施，同时不断积累经验，提高 EMI 整改的效率和效果。只有这样，才能确保电子设备满足 EMC 要求，提高产品的质量和市场竞争力。

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